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江苏电信CDMA移动基站防雷接地现状及改造措施南京北天科技有限公司二Ｏ一Ｏ年八月目录一、概述（雷电成因、危害及防护措施）二、CDMA移动基站防雷接地现状四、总结三、基站存在的问题、设计依据和改造措施一：概述1.雷电的成因雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。闪电是指一部分带电的云层与另一部分带异电荷的云层，或者是带电的云层与地、物之间迅猛的放电现象。按闪电发生的空间位置可分为云内闪电、云际闪电、云空闪电和云地闪电；闪电的形状可分为线状、带状、片状、连珠状和球状。2.雷电的危害雷电的危害直击雷热效应电效应机械效应雷电感应静电感应电磁感应电磁脉冲雷电反击雷电的危害包括直接雷击的危害和雷击电磁脉冲的危害。雷电的热效应：雷电的电效应：雷电的机械效应：扬州文昌中路百年银杏树图1两根平行导体之间的电动力i1i2雷电流的内压力雷电流的冲击波效应直击雷的危害接地扁钢的焊接工艺BAii图2载有雷电流的弯曲导体受力P雷击电磁脉冲的危害雷电的静电感应及其危害雷击点（a）放电先驱主放电通道（b）图3架空线上感应过电压的形成（a）（b）电压0电压金属护套Ai绝缘层电压真实“地”金属护套电压i土壤电压外绝缘层金属护套雷电的电磁感应及其危害雷击电磁脉冲的危害图4地下电缆中耦合过电压雷电的电磁感应及其危害雷击电磁脉冲的危害防雷系统引下线电源插座信号线插座感应电压计算机防雷系统建筑物电源线电度表接地母线电源线接地体信号线感应回路信号线感应回路图5回路感应过电压实例雷击电磁脉冲的危害保护装置建筑物1供水管道（供气或供热管道）保护装置通讯线0VPE建筑物2建筑物3220V雷电的反击及其危害图6邻近未受雷击建筑物内的反击3.雷电的防护措施随着科学技术的迅速发展，微电子技术、计算机通信网络系统，各种先进的信息系统得到了广泛的应用，但它们都工作在低电压和小电流状态下，其电磁兼容能力低，抗雷击电磁脉冲过电压、过电流的能力十分脆弱，在闪电环境下的易损性较高。为了消除这一公害，采用现代综合防雷保护措施是必须的，以求电气、电子系统安全。综合防雷系统外部防雷措施内部防雷措施接闪器（针、网、带、线）等电位连接合理布线安装浪涌保护器（SPD)共用接地系统屏蔽（隔离）屏蔽接地装置引下线图7建筑物电子信息系统综合防雷系统4.江苏省的地理及气候状况江苏省处于长江下游，东临黄海属于亚热带季风气候，年降水量在1000毫米以上，属于湿润地区。每年5、6、7、8、9月为雷暴多发季节，江苏省各辖区年平均雷暴日约为28.1d/a~37.8d/a，为多雷区。电信公司CDMA移动基站通信铁塔多为45-60米高，分布较广，在雷雨天气易引发雷击事故。因此，应对辖区内的CDMA移动基站做好防雷与接地保护措施。二：CDMA移动基站的防雷接地现状1、交流电缆和光缆架空引入2、室外C点接地断开或接触不良螺丝已锈蚀，扁钢与铜排直接连接C点接地线接至走线架，未直接入地天馈C点接地线断开3、接地引出扁钢未采取铜铁熔接措施天馈线C点接地扁钢机房总保护接地扁钢4、无B级电源避雷器或现有电源避雷器通流量较小电源避雷器Imax:60KA，偏小未安装B级电源避雷器5、光缆金属加强芯未接地或直接接在机柜外壳上光缆金属加强芯接至机柜外壳光缆金属加强芯未接地6、基站金属门未接地7、基站走线架上接地线与信号线、电源线混合敷设8、基站室内空调金属外壳未接地或接地不规范机壳未接地未破漆接地9、基站空调室外机金属外壳未接地10、室外天馈线走线架未接地三：基站存在的问题、设计依据和改造措施1、交流电缆和光缆长距离架空引入【存在问题】交流电缆和光缆在长距离架空传输过程中，易通过电缆和光缆金属加强芯将感应的雷电过电压引入基站，造成基站内设备的损坏。【规范要求】6.7.1条要求：移动基站的电力电缆应埋地敷设，使用专用变压器时高压电力电缆的埋设长度不宜小于200m。低压电缆进入基站机房时，其埋地长度不宜小于15m。低压埋地电缆应选用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地引入机房，电缆金属铠装层和钢管应在两端就近与变压器地网和机房地网连通。【改造措施】基站内增加最大通流容量为60KA-120kA的电源避雷器，增强对交流引入线的防雷保护；有条件的话将低压电缆埋地（埋地距离不小于30米）并将铠装层作接地保护措施,增强对感应雷的屏蔽和泄放。将光缆金属加强芯做接地处理，接地线不小于35mm²。《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》（YD5098-2005-I）中规定：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）中规定：气象因素\环境因素淮安市雷暴日(日/年)安装位置37.8属中雷区交流第一级城区有不利因素Imax：80KA交流配电箱无不利因素Imax：60KA郊区有不利因素Imax：80KA无不利因素Imax：60KA山区有不利因素Imax：120KA无不利因素Imax：80KA交流第二级Imax：40KA开关电源直流保护Imax：15KA视具体情况雷电保护分级LPZO区与LPZ1区交界处LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界处直流电源标称放电电流（KA）第一级标称放电电流第二级标称放电电流第三级标称放电电流第四级标称放电电流10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μsA级≥20KA≥80KA≥40KA≥20KA≥10KA≥10KAB级≥15KA≥60KA≥40KA≥20KA视具体情况C级≥12.5KA≥50KA≥20KAD级≥12.5KA≥50KA≥10KA【存在问题】部分基站的C点铜质EGB排被偷，现采用扁铁制作的接地排，接地端易锈蚀而造成馈线接地端子与接地排之间接触电阻增大；有的基站C点接地线悬空未接；铁排与接地扁钢之间焊接点不规范，搭接面较小并且未三面满焊，且焊接点已部分生锈。【改造措施】将基站现在使用的铁质Ｃ点接地排更换为铜质接地排，接地扁钢末端焊接铜铁转换排，将铜排和铜铁转换排的连接螺丝和固定螺丝用电焊焊死，进行防盗处理；或采用铜铁熔接的T型接地排，T型接地排与接地扁钢焊接，焊点做防腐处理。同时，完善天馈线C点接地。2、室外C点接地断开或接触不良改造前改造后铜铁转换排3、接地引出扁钢未采取铜铁熔接措施改造前改造后【存在问题】扁钢直接与铜鼻子连接，容易形成原电池效应，加速连接点的腐蚀。【规范要求】3.5.1条要求：接地汇集线一般采用铜排或热镀锌扁钢。不同金属连接点应防止电化腐蚀。【改造措施】与地网扁钢采用铜铁转换连接器过渡,避免发生原电池反应。4、无B级电源避雷器或现有电源避雷器通流量较小【存在问题】交流配电箱内未安装电源避雷器或现有避雷器最大通流量≤60KA，不能有效抑制雷电波的入侵。【改造措施】电源进线端安装最大通流容量为100KA的电源避雷器，作为第一级保护。改造前改造后5、光缆金属加强芯未接地或直接接在机柜外壳上【存在问题】基站光缆未采取任何接地措施或接地点不可靠，直接将光缆金属加强芯接到综合柜的专用接地卡，容易在综合架的接地排上有明显的打火。【改造措施】对于有铠的光缆，将光缆铠装层在进机房前直接接入地网（或接到室外馈线C点接地排上），将光缆铠装层上的感应雷电流直接泄放到地网，确保室内光电设备的安全。光缆金属加强芯接到综合柜的专用接地卡，增加光缆加强芯接地母排，再通过35mm²多股铜芯线直接接至总保护地排。改造前改造后【存在问题】现机房门都已改成智能门禁系统，已实现集中监控管理。智能门禁控制器耐压水平很低，雷暴发生时金属门与门禁控制器之间易产生电位差，造成门禁系统的过压损坏。【改造措施】采用6-10mm²多股铜芯线将金属门框刮漆后引接地线到基站内均压带或总保护地排。6、基站金属门未接地【存在问题】现机房内交流电源线、直流电源线、2M传输线、光缆(纤)天馈线和接地线等在同一走线架上平行敷设，相距较近，易造成信号干扰。均压带工作地线保护地线7、基站走线架上接地线与信号线、电源线混合敷设【改造措施1】采用30mm×3mm镀锡扁铜沿每段走线架侧面敷设均压带。由地网分两点引出接地扁钢，扁钢端头焊接铜铁转换排，铜铁转换排再分别与均压带的两个不同点连接，确保均压带分两点入地。将基站内所有设备外壳的保护地线、开关电源的工作地线、走线架接地线、光缆金属芯接地线、金属门接地线和避雷器接地线等就近垂直接至上端均压带，走线架上不再敷设接地线。电源线和信号线保持安全的平行敷设距离，做到三线分离。【改造措施2】增加1-2层走线架，将电源线、信号线和接地线分层敷设，做到三线分离。8、基站室内空调金属外壳未接地【存在问题】基站空调室内机金属外壳有的未接地,有的接地端未破漆。空调在运行过程中产生的静电不能泄放掉。【改造措施】将空调室内机金属外壳破漆后，采用16mm²多股铜芯线作为接地线就近接至均压带或总保护地排。改造前改造后空调接地线【存在问题】绝大部分基站空调室外机金属外壳未接地。在雷击发生时，空调室外机外壳和室外机电源线之间产生暂态电位差，易造成绝缘击穿，危害空调设备。【改造措施】将空调空调室外机金属外壳与室外C点接地扁钢之间焊接连通，空调室外机之间的固定螺丝焊死做防盗保护。空调室外机接地改造前改造后9、基站空调室外机金属外壳未接地10、室外天馈线走线架未接地【存在问题】绝大部分基站的室外天馈线走线架未接地。【改造措施】采用40mm×4mm热镀锌扁钢将室外天馈线走线架之间焊接，确保电气连通。采用40mm×4mm热镀锌扁钢将室外走线架与C点接地扁钢焊接连通,焊接点均做好防腐处理。走线架接地扁钢改造前改造后四：总结合理配置多级电源防雷器电源线路多级SPD防护主要目的是达到分级泄流，避免单级防护随过大的雷击电流而出现损坏概率高和产生高残压（开关电源中防雷模块经常损坏的原因）。通过合理的多级泄流能量配合，保证SPD有较长的使用寿命和设备电源端口的残压低于设备端口耐雷电冲击电压，确保设备安全。室内第一级电源避雷器一般并联安装在配电柜（箱）开关之后的设备侧，按照规范要求选择避雷器的通流量。SPD连接导线应平直，导线长度不宜大于0.5m，其目的是降低引线上的电压，从而提高SPD的保护安全性能。推荐采用凯文式接线，可以避免引线带来的额外残压。根据需要还应在设备的电源端口安装相应的末级SPD，泄放线路上的二次感应雷击，确保设备安全。建设联合地网，由联合地网不同点引出雷电流引下线和保护接地引上线，并且保证引出点之间相距大于5米。出地面端穿PVC管保护接地扁钢免受机械损伤或锈蚀。增加工作地接地排，并从联合地网单独引出工作地接地引上线。采取均压、等电位、屏蔽、合理布线、正确安装SPD等多种手段相结合的原则对基站进行防雷接地的综合改造，确保通信设备的安全，减少雷击事故的发生，降低雷击事故的影响，降低因雷击造成的经济损失。参考规范：《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005-I《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YDT5098-2001《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《建筑物防雷设计规范》(2000年版)GB50057-94